Одним из шоу-стопперов авиашоу EAA AirVenture, прошедшего в июле 2015 года в американском городке Ошкош, стал сверхлегкий летательный аппарат Perlan 2. Эта уникальная машина была разработана группой энтузиастов для изучения загадочного метеорологического феномена – стратосферных полярных вихрей.
Удивительная история проекта Perlan началась в 1951 году на крошечном аэродроме Бишоп в Калифорнии, где группа ученых под руководством Йоахима Кюттнера проводила исследования воздушных потоков аномальной мощности, периодически возникающих на подветренных склонах гор Сьерра-Невада и уходящих ввысь на несколько километров. Опасная и совершенно непрогнозируемая обстановка над оживленным воздушным районом давно беспокоила и Национальное бюро метеорологии, и военных. Недаром летчики называли полеты в тех местах пилотажем «над крышкой гроба». Наконец, после нашумевшего случая, когда весной 1950 года заходивший на посадку 9-тонный Lockheed P-38 Lightning был, словно пушинка, выброшен восходящими потоками на высоту 10 км и около часа парил над Бишопом с выключенными двигателями, «наверху» решили разобраться с проблемой.
Идеальный шторм
Назначение руководителем проекта Sierra Wave немецкого эмигранта Йоахима «Яка» Кюттнера было неслучайным. Кюттнер (1909−2011) в то время был лучшим и, вероятно, единственным в мире экспертом по горной метеорологии. В 1939 году он опубликовал фундаментальное исследование динамики горных волн, открытых шестью годами ранее пилотом Хансом Дойчманном в горах Ризенбирге. Причем сделанный Кюттнером детальный анализ формирования волн в подветренных зонах горных систем полностью подтвердился новейшими исследованиям. Также нашло подтверждение описание природы волновых роторов — коварных воздушных воронок. К портрету Кюттнера остается добавить три мировых рекорда высоты полета на планере, участие в испытаниях первого в мире тяжелого военно-транспортного самолета Me323 Gigant (с чудесным спасением после разрушения машины на высоте 8 км) и работу в лунной программе NASA.
Несмотря на наличие герметичной кабины, пилоты будут использовать кислородные маски Gentex с системой регенерации. Экстренное спасение с большой высоты обеспечит специальная система парашютирования, состоящая из тормозного парашюта и основного, обеспечивающего мягкую посадку.
В Бишопе Як Кюттнер собрал лучших планеристов Америки, многие из которых были обладателями мировых рекордов по дальности и высоте полета. К слову, в начале 1950-х там же, в Бишопе, пытался оседлать горную волну легендарный Пол Маккриди, создатель целой серии невероятных летательных аппаратов — от мускульной стрекозы Gossamer Condor до сверхвысотного гиганта NASA Pathfinder на солнечных батареях. Одним из тех, кто работал с Кюттнером в проекте Sierra Wave, был и Эйнар Эневолдсон, тогда еще совсем «зеленый» авиатор, напросившийся за еду и ночлег обслуживать летающие лаборатории — два стареньких планера Pratt Reed PR-G1, груженные аппаратурой и кислородными баллонами. Можно сказать, что наука о происхождении горных волн и основы высотного пилотирования рождались на глазах Эневолдсона в буквальном смысле слова.
Кроме экипажа, состоящего из двух человек, на борту планера разместится научная аппаратура для исследования верхних слоев атмосферы и сбора данных для изучения изменений климата. Поскольку Perlan 2 не имеет мотора, его полеты не нанесут атмосфере Земли никакого вреда.
Кюттнеру удалось выяснить, что статические горные волны возникают в момент пересечения воздушным фронтом достаточно высокого хребта под углом, близким к 90°. Колоссальная стена воздуха массой десятки миллионов тонн при этом подскакивает на склонах, как на трамплине, и устремляется вверх. Кроме того, Кюттнер предположил, что при идеальном сочетании устойчивого штормового ветра, «гладкого» рельефа наветренной части гряды и воздушного течения на высоте 10−15 км возможно образование «волны столетия», уходящей глубоко в стратосферу. Интересно, что внутри волн их чудовищная кинетическая энергия и скорость подъема, достигающая 25 м/с, почти не ощущаются. Зато по краям волны трение рвет окружающий «медленный» воздух в клочья, закручивая его в роторы. В 1955 году в одном из полетов в 5 км над Бишопом в мясорубку ротора попал опытный пилот Ларри Эдгар. По оценке врачей, чудом выживший, но ослепший Эдгар в течение 0,4 секунды подвергся перегрузке в 20 G. Разумеется, его планер при этом превратился в груду мусора.
Как вспоминает Эневолдсон, именно под небом Сьерра-Невады, в окружении живых легенд в его душе родилась мечта о полете к границам космоса на планере. Там же, в Бишопе, он впервые услышал необычное слово perlan. Так хмурые норвежцы Хольмбе и Бьеркнес из Университета UCLA называли между собой перламутровые облака — стратосферные надгробия погибшим волнам.
Кабина Perlan 2 оснащена герметизирующей створкой и «капельным» остеклением из пластика Lexan, что придает планеру сходство с летательными аппаратами Virgin Galactic. Наддув кабины обеспечивает давление, соответствующее атмосферному на высоте около 4 000 м.
Прыжок над Патагонией
Путь к мечте оказался долгим, но не скучным. Однажды «заболев» высотой, Эневолдсон провел в небе всю жизнь. За 30 лет работы испытателем в ВВС США и центре NASA Dryden он «научил летать» две сотни высотных летательных аппаратов, записав на свой счет десяток мировых рекордов. Даже выйдя на пенсию в 1987 году, Эневолдсон не смог отказаться от предложения немецкой компании Grob Aircraft полетать на экспериментальном высотном разведчике G-520 Egrett и летающей метеостанции Strato 2C. Вернувшись в середине 1990-х домой с новым мировым рекордом в кармане (18,5 км на поршневом карбоновом Strato 2C), он решил заняться своей мечтой — полетом в стратосферу. Правда, деньги на реализацию проекта появились лишь в 1999 году после встречи со знаменитым Стивом Фоссеттом. «Стив, услышав предложение слетать на планере на рекордные 30 км, колебался неприлично долго. Целых десять секунд», — смеется Эневолдсон.
Для начала партнеры решили попробовать оседлать волну на мотопланере Glaser Dirks 505M. С учетом необходимых доработок практический потолок этого аппарата составлял около 18 км. Фоссетта это устраивало, ведь текущий рекорд Боба Харриса был на 3 км ниже. Пока миллионер-экстремал брал уроки пилотирования в горных волнах над Сьерра-Невадой, Эневолдсон занялся переделкой серийной машины в «космический парусник» для многочасовых высотных полетов. Штатные крылья были усилены и удлинены до 29 м. Кроме того, машина получила новую авионику, двойное остекление с низким коэффициентом тепловой деформации и парашютную систему аварийного снижения. От идеи герметизации кабины пришлось отказаться в пользу высотных компенсирующих костюмов для экипажей Lockheed SR-71. Костюмы пришлось взять в аренду у NASA. А место двигателя заняли батареи и система жизнеобеспечения с запасом кислорода.